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時計タンパク質の解離集合による時間自動補正メカニズム

公募研究

研究領域生命分子システムにおける動的秩序形成と高次機能発現
研究課題/領域番号 26102543
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関立命館大学

研究代表者

寺内 一姫  立命館大学, 生命科学部, 准教授 (70444370)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードタンパク質 / 生物時計 / シアノバクテリア
研究実績の概要

シアノバクテリアの生物時計は3つの時計タンパク質KaiA、KaiB、KaiCとATPによってin vitroで再構成可能である。中心振動体であるKaiCのリン酸化状態が概日周期をもって変動する。Kaiタンパク質は複合体を形成することで、KaiC上のリン酸化状態を制御していることが知られている。概日振動の過程でKaiA-KaiC、KaiB-KaiC、KaiA-KaiB-KaiCなどの複合体が周期的に形成されるが、複合体を形成するサブユニットの化学量論や四次構造には未だ不明な点が多い。そこで本研究では、リン酸化状態を模倣したKaiC変異体を用いて、KaiB-KaiC複合体の解析を試みた。化学量論的な解析により、KaiBとKaiCは6:6のモル比で複合体を形成していることが明らかになった。
一方、シアノバクテリアには、KaiCと相同性の高いタンパク質を複数保持している種が多く存在する。これまでに、これらのタンパク質の時計の関与や機能が調べられたことはほとんどない。そこで、本研究においては、Synechococcus elongatus PCC 7942由来ではないKaiタンパク質に着目した。糸状性シアノバクテリアに保持されているKaiCと相同性の高いLbKaiC2を大腸菌内で発現精製した。このタンパク質は、KaiC同様、六量体を形成し、リン酸化修飾されることがわかった。しかしながら、時計再構成条件においては概日振動は認められず、その機能の同定が次の課題として残された。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Structural characterization of the circadian clock protein complex composed of KaiB and KaiC by inverse contrast matching small-angle neutron scattering2016

    • 著者名/発表者名
      M. Sugiyama, H. Yagi, K. Ishii, L. Porcar, A. Martel, K. Oyama, M. Noda, Y. Yunoki, R. Murakami, R. Inoue, N. Sato, Y. Oba, K. Terauchi, S. Uchiyama, K. Kato
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 号: 1 ページ: 35567-35567

    • DOI

      10.1038/srep35567

    • NAID

      120006223630

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Loss of cytochrome C_m stimulates cyanobacterial heterotrophic growth in the dark2015

    • 著者名/発表者名
      Hiraide, Y., Oshima, K., Fujisawa, T., Uesaka, K., Hirose, Y., Tsujimoto, R., Yamamoto, H., Okamoto, S., Nakamura, Y., Terauchi, K., Omata, T., Ihara, K., Hattori, M. and Fujita, Y.
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 57 号: 2 ページ: 334-345

    • DOI

      10.1093/pcp/pcu165

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Circadian clock in the nonheterocystous nitrogen fixing cyanobacterium Leptolyngbya boryana2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsukami, N. Matsumoto, C. Azai, Y. Fujita, K.Terauch
    • 学会等名
      The 4th Asian Conference Plant-Microbe Symbiosis and Nitrogen Fixation
    • 発表場所
      Penang, Malaysia
    • 年月日
      2016-10-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シアノバクテリア時計タンパク質KaiCの構造変換と六量体間でのプロトマー交換2016

    • 著者名/発表者名
      大山克明、浅井智広、寺内一姫
    • 学会等名
      第16回 日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 生物時計再構成系を用いたシアノバクテリア生物時計の同調機構に関わるKaiC変異型の解析2016

    • 著者名/発表者名
      長田和樹, 梅原一馬, 寺内一姫
    • 学会等名
      第7回 日本光合成学会年会
    • 発表場所
      東京理科大(東京都・葛飾区)
    • 年月日
      2016-05-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Discrimination between two structural states on the cyanobacterial circadian clock protein KaiC2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Oyama, Chihiro Azai, Kazuki Terauchi
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Phototrophic Prokaryotes
    • 発表場所
      Tubingen(Germany)
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] シアノバクテリア時計タンパク質KaiC六量体の状態変化とその役割2015

    • 著者名/発表者名
      大山克明,浅井智広,寺内一姫
    • 学会等名
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      あわぎんホール(徳島県)
    • 年月日
      2015-06-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] シアノバクテリア生物時計再構成系におけるKaiCの二状態変化とATPase活性2015

    • 著者名/発表者名
      大山克明,中村香織,浅井智広,寺内一姫
    • 学会等名
      第62回 日本生化学会近畿支部例会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2015-05-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Discrimination between two structural states of the KaiC hexamer in the cyanobacterial clock protein complex2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Oyama, Chihiro Azai, Kazuki Terauchi
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for Creation of Integrated Functions
    • 発表場所
      合歓の郷(三重県)
    • 年月日
      2015-01-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] In vitro analysis of the cysteine-53 residue of KaiA in the cyanobacterial circadian clock2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaro Sambayashi, Zhang Bei, Katsuaki Oyama, Kazuki Terauchi
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for Creation of Integrated Functions
    • 発表場所
      合歓の郷(三重県)
    • 年月日
      2015-01-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] In vitro analysis of the cyanobacterial circadian oscillator composed of three Kai proteins2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Terauchi
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for Creation of Integrated Functions
    • 発表場所
      合歓の郷(三重県)
    • 年月日
      2015-01-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] シアノバクテリアの概日時計から学ぶ2014

    • 著者名/発表者名
      寺内一姫
    • 学会等名
      微細藻類研究会2014
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
    • 年月日
      2014-12-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In vitro analysis of the alanine-422 residue of KaiC involved in the resetting of the cyanobacterial circadian clock.2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nagata, Kazuma Umehara, Katsuaki Oyama, Kazuki Terauchi
    • 学会等名
      Tenth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2014-05-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Effect of redox state of KaiA on the cyanobacterial circadian clock in vitro.2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaro Sanbayahi, Zhang Bei, Katsuaki Oyama, Chihiro Azai, Kazuki Terauchi
    • 学会等名
      Tenth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
    • 年月日
      2014-05-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] シアノバクテリア生物時計再構成系におけるKaiCの周期的構造変化解析2014

    • 著者名/発表者名
      大山克明,張倍,三林芳太朗,浅井智広,寺内一姫
    • 学会等名
      第5回日本光合成学会年会
    • 発表場所
      近畿大学(奈良県)
    • 年月日
      2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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